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[연재] 일본의 수소시장 ③수소충전소를 뒷받침하는 기기메이커
2020년대 후반엔 수소충전소사업 자립화

기사승인 [1466호] 2020.12.24  23:03:27

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[가스신문=강동수 일본특파원] 2050년 CO₂ 제로 선언과 함께 수소 사회 실현을 목표로 일본에서는 각종 수소 인프라 및 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이에 ‘①수소 대량 도입을 위한 시동 ②기술력을 바탕으로 한 인프라 정비 ③수소충전소를 뒷받침하는 기기메이커’의 연재를 통해 현재 일본에서의 수소에너지 보급 확대 노력과 진행 상황을 종합해 보고자 한다.

일본의 수소·연료전지 전략 로드맵은 수소충전소를 2025년도까지 320개소 정비하고 2020년대 후반에는 수소충전소 사업을 자립화하는 목표를 두고 있다. 로드맵에 따라 이와타니산업, ENEOS 등이 전국적으로 수소충전소 정비를 진행하고 있다. 한편 각지에서 신재생에너지를 활용한 수소 제조 실증 등이 실시되고 수소의 자급자족을 목표로 하는 방안이 추진되고 있다. 이와타니산업은 일본 내의 수소충전소 정비를 이끌고 있고, 신코스모스전기는 충전소 안전에 없어선 안 될 수소 감지기・경보기를 판매, 미츠비시화공기는 지역 수소 제조 실증에 참가하고 있다.<사진 ①, ② 참조>
 

   
▲ ① 카사이 이와타니 수소충전소
   
▲ ② 하네다공항 이와타니 수소충전소


전국적으로 수소충전소 정비를
추진하는 이와타니 산업

이와타니산업은 올해 2월에 도쿄 카사이, 10월에는 도쿄 하네다에 수소충전소를 개설함으로써 FC버스의 충전이 가능한 충전소가 3개소로 늘었다.

카사이 충전소는 오프사이트형의 탱크로리로 액화수소를 공급받아 펌프로 82㎫까지 승압해 충전, 수소 충전 능력은900N㎥/h로 시간당 5대의 FC버스를 충전한다. 하네다공항 충전소도 카사이와동급의 충전 능력을 가지고 있다.

도쿄는 FC버스를 80대가량을 도입했고 이와타니산업의 각 충전소에서는 하루당 15~20대의 FC버스를 충전하고 있다.

미국과도 연계해 문제점의 노하우를 공유하고 있다. 미국에서는 원격감시로 충전원이 상주하지 않고 완전 셀프로 충전을 하고 있는데 아직 일본에서는 셀프충전은 어려움이 있다. 하지만 먼저 원격감시 시스템을 도입하고 상주 충전원을 줄이면서 운영비 절감은 추진하고 있다.

이달부터는 이와타니산업을 필두로 9개사가 참여한 수소 밸류체인 추진협의회를 설립한다. 이와타니산업과 도요타자동차, 미츠이 파이낸셜그룹은 사무국의 임무를 담당한다. 현재 진행되고 있는 수소 프로젝트는 실증과 실험이 많아 실용화 단계까지는 많은 시간과 비용이 필요해 1개사가 단독으로는 어려워 정부의 정책과 제도하에 단체를 통한 프로젝트가 이어질 전망이다. 금액적으로도 1조원이 넘는 규모의 프로젝트도 나올 것이다. 펀드 조성 등 파이낸스 기능을 갖춤으로써 수소 사회를 앞당기는데 공헌할 것으로 기대되고 있다.
 

수전해장치 발생 수소와 천연가스
혼소 실증하는 미츠비시화공기

   
▲ 020년도 내구성을 검증받는 수전해장치

미츠비시화공기는 최근 수년간 하수도 바이오매스의 활용이나 수전해로 만들어진 수소에 천연가스를 혼합해 연소 실증시험을 하는 등 일본 각지의 수소 관련 실증시험에 참여하고 있다.

아키타현 노시로시에서 2018년도부터 실시해 온 실증사업 ‘신재생에너지 전해수소 제조 및 수소 혼합가스 공급 이용 실증사업’에 참여하고 있다. 애초 올해 3월까지는 종료될 예정이었으나 새로운 실증 내용이 추가돼 1년 연장이 결정됐다.

미이용의 신재생에너지가 풍부한 아키타현에서 신재생에너지를 이용해 수소를 만들고 지역의 도시가스 등을 혼합함으로써 제조・운송 단계에서 CO₂ 배출량을 삭감하는 모델을 구축한다.

기존의 풍력발전과 변전・축전 설비를 활용해 실증용으로 수전해장치(수소 제조 능력 시간당 2.5N㎥)와 수소 혼합가스 제조장치 등을 설치했다. ① 풍력발전으로 제조한 전기로 물을 전기분해해 수소를 제조, ②아키타산 가스를상정한 가스를 수소와 혼합, ③수소 혼합가스를 가스 배관을 통해 모의주택에 공급해 주거 시의 연소 기기 상황을 실증한다. 수전해장치는 다카사고열학공업과 공동으로 개발했다.

장기적으로는 풍력발전뿐만 아니라 태양광발전 등과도 연계해 제조한 수소를저장하는 등으로 제품화하는 것도 고려하고 있다.
 

화염 감지기 등 안전 확보에
공헌하는 신코스모스전기

   
▲ 자외선·적외선식 화염 감지기 FL500-H2

신코스모스전기는 수소충전소를 위한 디스펜서용, 축압기용, 작업원용 검지기 및 가스 경보기 등 다양한 제품으로 80%의 채용 실적을 올리고 있다.

신코스모스전기는 올해 3월 자외선・적외선식 화염 감지기 ‘FL500-H2(수소용)’을 발매했다. 이 제품을 이용해 수소충전소 안에서 수소가 누출돼 착화한 경우, 육안으로 보이지 않는 화염을 감지해 경보를 울린다. 수소충전소는 법령으로 디스펜서, 축압기에 화염 감지기의 설치가 의무화돼 있다.

‘FL500-H2’는 미국 MSA사의 제품으로 자외선과 적외선 양쪽을 통한 알고리즘을 이용해 수소의 화염으로 생기는 열과 빛을 판별한다. 아크 용접기 등으로 발생하는 자외선에는 반응하지 않는다.

   
▲ 확산식 감지부 KD-12

예전부터 수소충전소용 주력 제품이었던 가스 감지부 ‘KD-12’, ‘PD-12’도 지속적으로 채용이 이뤄지고 있다.

KD-12는 태운 수소를 감지하는 확산식으로 설치장소는 축압기의 패키지, 압축기 본체, 충전시설의 천장부 등이다. 누설 후 천정에 남아 있는 수소를 확실하게감지할 수 있도록 감지부의 본체를 얇게설계해 천정으로부터 수 ㎝ 정도의 수소도 감지할 수 있다.

PD-12는 본체로부터 떨어진 장소의 공기를 호스 등으로 흡입해 감지하는 흡입식이다. 주 설치장소는 수소 디스펜서 내부에서 충전용 수소의 커플링부(연료전지차의 충전구와 접속부)의 수소 누설을 감시한다. 커플링부에서 호스를 통해상시 펌프로 공기를 흡입해 만일 수소가 누출되더라도 ppm 단위로 즉시 감지할수 있다.

   
▲ 흡입식 감지부 PD-12

2020년도는 일본 내에서 20개소의 수소충전소가 보조금을 부여받고 건설이 예정돼 있는데 신코스모스전기의 KD-12, PD-12의 채용이 결정됐다. 또한 FL500-H2도 채용할 예정이다.

강동수 일본특파원 kangtaro@hanmail.net

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